DE19811021A1 - Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts von textilen Gütern in einem Wäschetrockner - Google Patents
Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts von textilen Gütern in einem WäschetrocknerInfo
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Abstract
In dem angegebenen Verfahren wird der elektrische Leitwert der Wäsche gemessen und aus diesem der Feuchtigkeitsgehalt bestimmt wird. Dabei bildet sich an den Elektroden eine Polarisationsspannung aus, die das Meßergebnis verfälscht. Zur Kompensierung dieses Störeinflusses sowie anderer Material- und Alterungseffekte, wird die Leitwertmessung kurzzeitig unterbrochen und die an den Elektroden anliegende Polarisationsspannung gemessen, die sich während der Leitwertmessung ausgebildet hat. Mit Hilfe dieser gemessenen Fehlspannung wird die während der vorangegangenen Leitwertmessung gemessene Wäschespannung kompensiert, wodurch die Bestimmung des Leitwertes und damit des Feuchtigkeitsgehalts erheblich verbessert wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Ausführung mit einem Mikrocontroller.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeits
gehalts von textilen Gütern in einem Wäschetrockner nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Beim Trocknen von textilen Gütern in einem Wäschetrockner ist es von großem Vor
teil, den aktuellen Feuchtigkeitsgehalt der textilen Güter zu kennen. Anhand dieser In
formation läßt sich beispielsweise die Restzeit des Trocknungsvorganges angeben,
der Trocknungsprozeß optimal steuern oder die Heizleistung bedarfsgerecht anpas
sen. Weiterhin läßt sich bei Kenntnis des Feuchtigkeitsgehalts der Trocknungsvor
gang genau beim gewünschten Restfeuchtegehalt beenden. Abhängig davon, wie mit
den textilen Gütern weiter verfahren werden soll, läßt sich so der optimale Restfeuch
tegehalt einstellen. Wenn beispielsweise die textilen Güter nach dem Trocknen gebü
gelt werden sollen, ist dafür ein höherer Restfeuchtegehalt vorteilhaft als für ihre Abla
ge.
Der Feuchtigkeitsgehalt von textilen Gütern in einem Wäschetrockner wird üblicher
weise durch die Messung ihres elektrischen Leitwertes bestimmt, wobei der Feuchtig
keitsgehalt proportional vom Leitwert abhängt. In der Regel werden dazu zwei Elek
troden an die textilen Güter angelegt, von denen eine üblicherweise die Trommel ist,
in der sich die textilen Güter befinden. An die zwei Elektroden wird über einen Wider
stand eine Spannung angelegt, die einen Stromfluß durch die textilen Güter zur Folge
hat. Die dabei an den textilen Gütern abfallende Wäschespannung wird an den Elek
troden gemessen und daraus der Leitwert bzw. der Feuchtigkeitsgehalt der textilen
Güter bestimmt.
Nachteiligerweise bildet sich bei diesem Verfahren beim Anlegen einer Spannung zur
Leitwertmessung zwischen den feuchten textilen Gütern und den Elektroden ein Bat
terieelement aus, dessen Spannung insbesondere von der Leitfähigkeit des Wassers,
der Art und Beschaffenheit der verwendeten Werkstoffe und der Höhe und Polarität
der zur Messung angelegten Spannung abhängig ist. Diese im folgenden "Polarisa
tionsspannung" genannte Spannung des Batterieelementes kann sich zu der an den
textilen Gütern abfallenden Wäschespannung addieren und damit die Bestimmung
des Leitwerts verfälschen. Diese Polarisationsspannung tritt insbesondere bei feuch
ter Wäsche auf, so daß die feuchteren Wäschestücke davon stärker betroffen sind.
Aus der DE 34 17 482 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zu Beginn des Trock
nungsprozesses der Leitwert der noch nassen textilen Güter gemessen und damit
unter anderem auch ein von der Wäschetrocknerbeladung und der Leitfähigkeit des
Wassers abhängiger Korrekturfaktor ermittelt wird. Dieser Korrekturfaktor wird gespei
chert und im Verlauf des Trocknungsvorganges dazu verwendet, den gemessenen
Leitwert, der von verschiedenen Faktoren verfälscht wird, zu korrigieren. Dabei wird
auch die Polarisationsspannung erfaßt und kompensiert. Nachteiligerweise wird die
ser Korrekturfaktor nur zu Beginn des Trocknungsprozesses ermittelt, so daß Ände
rungen der Polarisationsspannung im Verlauf der Trocknung nicht berücksichtigt wer
den können. Darüber hinaus ist der Korrekturfaktor von mehreren Einflußgrößen ab
hängig, die unterschiedlichen Änderungen unterliegen, so daß eine gezielte Kompen
sation der Polarisationsspannung nicht möglich ist.
Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen zur Mes
sung des Leitwerts der textilen Güter eine gepulste Gleichspannung oder eine Wech
selspannung verwendet wird, bei der die Polarisationsspannung sehr gering ist oder
gar nicht auftritt. Diese Verfahren haben insbesondere den Nachteil, einen hohen Auf
wand zur Erzeugung der speziellen Meßspannung und zur Bestimmung des Leitwer
tes bzw. des Feuchtigkeitsgehalts zu erfordern.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum
Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts von textilen Gütern in einem Wäschetrockner
der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Verfälschung der Leitwert
bestimmung durch die Polarisationsspannung kompensiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck die Bestimmung des Leitwertes unterbro
chen und der Stromfluß durch die textilen Güter zeitweise unterbrochen oder zumin
dest stark verringert. Anschließend kann an den Elektroden, die die textilen Güter be
rühren, die Polarisationsspannung zwischen den Elektroden und den textilen Gütern
bestimmt werden. Diese Polarisationsspannung wird bei der Bestimmung des elek
trischen Leitwertes der textilen Güter berücksichtigt.
Durch die Abschaltung des Stromflusses durch die textilen Güter fällt an ihnen keine
Wäschespannung mehr ab, so daß die in diesem Fall an den Elektroden gemessene
Spannung im wesentlichen der Polarisationsspannung entspricht, die so bestimmt
und bei der Leitwertbestimmung berücksichtigt werden kann. Durch dieses Verfahren
läßt sich bei gleichbleibendem oder gering erhöhtem Schaltungsaufwand der Störein
fluß der Polarisationsspannung bestimmen und bei der Bestimmung des Leitwertes
kompensieren. Weiterhin können mit diesem Verfahren die galvanischen Einflüsse
durch Materialunterschiede eliminiert werden. Zusätzlich können Alterungseffekte an
den Materialien und die unterschiedliche Leitfähigkeit des in den textilen Gütern ent
haltenen Wassers kontinuierlich berücksichtigt und kompensiert werden.
Die Berücksichtigung der Polarisationsspannung kann beispielsweise dadurch erfol
gen, daß sie oder ein sie berücksichtigender Korrekturwert von der Wäschespannung
subtrahiert wird. Im einfachsten Fall kann die Polarisationsspannung direkt von der
Wäschespannung subtrahiert werden, so daß sie bereits mit dieser einfachen Re
chenoperation kompensiert wird. Daneben kann es in der Praxis erforderlich sein,
ausgehend von der Polarisationsspannung einen Korrekturwert zu ermitteln, der von
der Wäschespannung subtrahiert wird. Dies ist in den Fällen vorteilhaft, in denen die
gemessene Polarisationsspannung nicht mit der übereinstimmt, die während der Leit
wertmessung wirksam ist und diese verfälscht.
Vorteilhafterweise läßt man zwischen der Bestimmung des Leitwertes und der Bestim
mung der Polarisationsspannung eine Totzeit verstreichen, in der der Stromfluß durch
die textilen Güter unterbrochen oder zumindest stark verringert wird. In dieser Zeit
kann sich die Polarisationsspannung auf einen stationären Zustand einstellen, so daß
sie sicherer bestimmt werden kann. Eine in dieser Zeit möglicherweise erfolgte Ände
rung des Wertes kann wie vorstehend beschreiben durch die Bildung eines Korrektur
wertes berücksichtigt werden.
Erfahrungsgemäß genügt eine Totzeit von ungefähr wenigstens drei bis zehn Sekun
den und vorzugsweise von wenigstens fünf Sekunden. Damit läßt sich ein vorteilhaf
ter Kompromiß zwischen einer sicheren und einer schnellen Bestimmung der Polari
sationsspannung erzielen.
Auf einfache Weise wird der Stromfluß durch die textilen Güter durch eine Spannung
erzeugt, die über einen Widerstand an die Elektroden angeschlossen wird, die die
textilen Güter berühren. Da Wäschetrockner nahezu ausnahmslos elektrisch betrie
ben werden und demzufolge verschiedene Spannungen ohnehin zur Verfügung ste
hen, läßt sich auf diese Weise durch geringsten Schaltungsaufwand ein Stromfluß
durch die textilen Güter erzeugen.
Um den Stromfluß durch die textilen Güter zu unterbrechen oder zu verringern, wird
die Spannung abgeschaltet oder erniedrigt. Die in der Elektrik bzw. Elektronik verwen
deten Schaltungen weisen üblicherweise Spannungsausgänge mit verschiedenen
Spannungen auf, die bedarfsweise ein- oder ausgeschaltet werden können. Daneben
gibt es auch sogenannte "three-state-Ausgänge", die sich zusätzlich in einen hoch
ohmigen Zustand schalten lassen, in dem am Ausgang keine definierte Spannung
anliegt und kein Strom fließen kann. Der Stromfluß kann so mittels gebräuchlicher
Bauteile unterbrochen oder verringert werden, indem die Ausgangsspannung ver
ändert oder abgeschaltet wird.
Der Stromfluß kann auch dadurch unterbrochen oder verringert werden, daß der den
Elektroden vorgeschaltete Widerstand erhöht bzw. der ihn durchfließende Strom ver
ringert wird. Dazu kann ein veränderlicher Widerstand, wie beispielsweise ein Foto
widerstand, oder ein Optokoppler verwendet werden, mit dem der Strom verändert
werden kann. Auch kann in Reihe mit einem nicht veränderbaren Widerstand ein
steuerbares Schaltelement geschaltet werden, das zum Unterbrechen des Strom
flusses ausgeschaltet wird. Auf diese Weise kann jede beliebige Spannungsquelle
verwendet werden, insbesondere auch mit höherer oder besonders konstanter Span
nung, ohne daß die Spannungsquelle selbst abschaltbar oder veränderbar sein muß.
Vorteilhafterweise wird zur Erzeugung und/oder der Bestimmung von elektrischen
Spannungen und/oder der Bestimmung der Totzeit ein Mikroprozessor bzw. ein
Mikrocontroller eingesetzt, dem gegebenenfalls zur Spannungsmessung ein Analog/
Digital-Wandler zugeordnet wird.
Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zur Steuerung des Wäschetrockners
ohnehin ein Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller verwendet wird, da in einem solchen
Fall kein zusätzlicher Bauteile- oder Schaltungsaufwand erforderlich wird. Da die Ar
beitsweise eines Mikroprozessors bzw. -controllers in der Regel von dessen Program
mierung abhängt, läßt sich durch geeignete Wahl der Speichereinrichtungen für den
Programmcode die Möglichkeit schaffen, die Programmierung nachträglich zu ändern,
um zusätzliche Verfahren zu implementieren oder die bereits implementierten zu
ändern.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfah
ren von einem Mikroprozessor bzw. einem Mikrocontroller durchgeführt. Gegebenen
falls werden dem Mikroprozessor bzw. -controller Einrichtungen zur Spannungsmes
sung zugeordnet.
Die Verwendung eines Mikrocontrollers empfiehlt sich insbesondere dann, wenn ein
solcher ohnehin zur Steuerung des Wäschetrockners vorhanden ist. Das erfinderische
Verfahren läßt sich in einem solchen Fall ohne zusätzlichen Aufwand implementieren
und mittels des Mikrocontrollers genau und zuverlässig ausführen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. Darin zeigt die einzige
Figur einen schematischen Schaltungsaufbau zum Durchführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der schematische in der Zeichnung dargestellte Aufbau zum Durchführen des Verfah
rens zeigt einen in einer Trommel 1 die zu trocknenden textilen Güter als elektrisches
Äquivalent ersatzweise darstellenden Widerstand 14 zwischen der einen Elektrode
(Wäschetrommel 1) und der anderen Elektrode (gegen die Trommel isoliert eingebau
ter Mitnehmer 12). Die Trommel 1 ist dazu mit der Gerätemasse 4 verbunden. Die
Elektrode 12 ist zum einen an einen Analog/Digital-Eingang 32 eines Mikrocontrol
lers 3 und zum anderen über einen Widerstand 13 an einen digitalen Ausgang 31 des
Mikrocontrollers 3 angeschlossen, der ebenfalls mit der Gerätemasse 4 verbunden ist.
Zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der textilen Güter wird der Spannungsaus
gang 31 eingeschaltet, wodurch über den Widerstand 13 ein Strom durch den Wä
schewiderstand 14 fließt, der an diesem einen Spannungsabfall zur Folge hat. Diese
an der Wäsche zwischen den Elektroden 1 und 12 abfallende Wäschespannung liegt
am Analog/Digital-Eingang 32 an und wird von diesem gemessen.
Wenn diese Messung abgeschlossen ist, wird der Spannungsausgang 31 abgeschal
tet, so daß kein Strom mehr durch den Widerstand 14 der textilen Güter fließt und
auch keinen Spannungsabfall an ihm erzeugt. In diesem Zustand ist im wesentlichen
nur die Polarisationsspannung wirksam, die sich durch den vorangegangenen Strom
fluß ausgebildet hat und zwischen den textilen Gütern und den Elektroden 1 und 12
anliegt. Nach Verstreichen einer Totzeit von fünf Sekunden, die vom Mikrocontroller 3
bestimmt wird, wird über den Analog/Digital-Eingang 32 an der Elektrode 12 die Pola
risationsspannung gemessen.
In einem weiteren Schritt wird im Rechenwerk des Mikrocontrollers 3 die Polarisa
tionsspannung von der im vorangegangenen Schritt gemessenen Wäschespannung
subtrahiert. Die Differenzspannung entspricht der korrigierten Wäschespannung, aus
der beispielsweise durch Kehrwertbildung der Leitwert und damit der Feuchtigkeits
gehalt der textilen Güter bestimmt werden kann.
Somit wird durch die erfindungsgemäße Lösung ein Verfahren zur Bestimmung des
Feuchtigkeitsgehalts von textilen Gütern in einem Wäschetrockner geschaffen, bei
dem mit keinem oder einem sehr geringen zusätzlichen Aufwand die Polarisations
spannung bei der Leitwertmessung kompensiert und die Bestimmung des Feuchtig
keitsgehalts verbessert werden kann.
Bei diesem Kompensationsverfahren lassen sich zusätzlich auch Alterungs- und
Materialeffekte berücksichtigen. Besonders vorteilhaft läßt sich dieses Verfahren in
Wäschetrocknern einsetzen, in denen ohnehin ein Mikrocontroller vorhanden und zur
Leitwertmessung der textilen Güter eingesetzt wird.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Bei
spielsweise ist es auch denkbar, mit anderen als den zur Leitwertmessung eingesetz
ten Elektroden eine Polarisationsspannung zu bestimmen, die sich gegebenenfalls
auch ohne Stromfluß ausbildet, und diese parallel zum Leitwert gemessene Span
nung zur Korrektur der Leitwertmessung zu verwenden. Diese parallele Messung der
Polarisationsspannung läßt sich auch nach vorangegangenem Stromfluß durch die
Elektroden durchführen, um eine Polarisationsspannung zu erzeugen, die der bei der
Leitwertmessung auftretenden entspricht.
Claims (9)
1. Verfahren zum Bestimmen des Feuchtigkeitsgehalts von textilen Gütern in
einem Wäschetrockner, bei dem
- - über Elektroden, die die textilen Güter berühren, elektrischer Strom durch die textilen Güter geführt wird, an diesen Elektroden die an den textilen Gütern abfallende Wäschespannung bestimmt wird, aus dieser Wäsche spannung der Leitwert der textilen Güter bestimmt wird, und
- - aus dem Leitwert der Feuchtigkeitsgehalt der textilen Güter bestimmt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß - - der Stromfluß durch die textilen Güter zeitweise unterbrochen oder zumin dest stark verringert wird,
- - an den Elektroden, die die textilen Güter berühren, die Polarisationsspan nung zwischen den Elektroden und den textilen Gütern bestimmt wird, und
- - die Polarisationsspannung bei der Bestimmung des elektrischen Leit wertes der textilen Güter berücksichtigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisations
spannung oder ein Korrekturwert, der die Polarisationsspannung berücksich
tigt, von der Wäschespannung subtrahiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
der Bestimmung des Leitwertes und der Bestimmung der Polarisationsspan
nung eine Totzeit verstreicht, in der der Stromfluß durch die textilen Güter
unterbrochen oder zumindest stark verringert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Totzeit im
wesentlichen wenigstens 3 bis 10 und vorzugsweise wenigstens 5 Sekunden
beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stromfluß durch die textilen Güter durch eine Spannung erzeugt wird, die
über einen Widerstand an die Elektroden angeschlossen wird, die die textilen
Güter berühren.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterbrechen
oder Verringern des Stromflusses durch die textilen Güter die Spannung
abgeschaltet oder erniedrigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterbrechen
oder Verringern des Stromflusses durch die textilen Güter der Widerstand
erhöht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Erzeugung und/oder die Bestimmung von elektrischen Spannungen und/oder
die Bestimmung der Totzeit von einem Mikroprozessor durchgeführt
werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
es von einem Mikroprozessor beziehungsweise einem Mikrocontroller durch
geführt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |